【市场报告】中移智库+6G物联网未来应用场景及能力白皮书（2023年）_市场营销策划_重点报告202.docx

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1、,rr*r中国移动研究院y14j3SChmaMobiIeCMRI6G物联网未来应用场景及能力白皮书（2023年）中国移动通信研究院-A-刖百本白皮书通过分析物联网的发展状况、面临的挑战、6G物联网的特点和研究现状，进而提出6G物联网的发展愿景。并通过分析覆盖生活、生产和社会三大类应用领域的6G物联网十二个典型应用场景，提炼核心能力要求，希望能够为产业在研究和推进6G物联网技术及应用时提供参考。本白皮书的版权归中国移动所有，未经授权，任何单位或个人不得复制或拷贝本建议之部分或全部内容。目录1. 6G物联网发展概述21.1 物联网的发展现状及挑战21.2 6G物联网的概念和特点31.3 6G物联网

2、的发展愿景52. 6G物联网未来应用场景62 .1智享生活72.1.1 智慧健康72.1.2 智慧家庭82.1.3 智慧教育92.1.4 智慧文旅103 .2智赋生产112 .2.1智慧工业113 .2.2智慧建造114 .2.3智慧能源125 .2.4智慧农牧132.3智焕社会142. 3.1智慧城市143. 3.2智慧交通154. 3.3智慧生态165. 3.4智慧零售176. 6G物联网能力要求186.1 6G物联网能力维度183.26G物联网能力要求201. 2.1感知202. 2.2通信213. 2.3算力214. 2.4平台235. 2.5智能236. 2.6应用247. 2.7管

3、理258. 2.8安全264.总结与展望26缩略语列表28参考文献29参编单位及人员331. 6G物联网发展概述1.1 物联网的发展现状及挑战物联网(InternetOfThingS,IoT)是通过感知设备，按照约定协议，连接物、人、系统和信息资源，实现对物理和虚拟世界的信息进行处理并作出反应的智能服务系统。随着社会与经济的发展，生活、生产和社会各个领域对物联网的需求逐渐加大，物联网已经广泛服务于国计民生。迄今，移动通信技术不断演进，移动运营商提供的蜂窝网络具备广阔的覆盖和高质量的服务，成为了社会经济数字化和信息化水平发展的重要推手，并为物联网奠定了坚实的连接基础。4G提供的高数据速率、低延迟

4、、高可靠性和广泛可用性极大的支持了可穿戴设备、视频监控、工厂AGV小车等物联网应用。以Cat1Cat4为代表的移动物联网技术为终端提供低成本连接能力，降低了物联网的实施成本，支持智能抄表、共享单车、环境监测等场景。随着5G时代的到来，物联网也迎来了巨大的发展机遇。5G主要面向mMTC,uR11C和eMBB三大类场景，在窄带物联网广覆盖不断完善的基础上，5G物联网进一步演进了RedCap等物联能力，更加突出了对大连接、高可靠、低时延等特性的支持。由此，物联网实现了更大连接、更广覆盖和更优体验，在家居、工业、能源、交通、城市管理等场景的应用初见成效，这些应用便利了人们的生活，提高了生活质量，降低了

5、生产成本，提高了管理智能化和自动化程度，将万物互联带入了生产、生活和社会的方方面面。随着生产生活不断向数字化和智能化迈进，更多的物有了联网的需求，并衍生出更多的应用场景，这也为当下的物联网带来了诸多挑战。在网络吞吐量方面，随着联网设备的增多和高带宽业务的普及，全网数据吞吐量将呈现爆发式增长。据预测，到2030年，网络吞吐量将达到5000EB/月，物联网终端规模将达到5000亿，为现有网络承载能力带来了挑战。在传输速率方面，随着全息成像等需要实时传输大容量数据的物联网应用的增多，当前物联网的速率需要进一步提高。例如，实时精细的3D影像甚至需要ITb/s的传输速率支持。在通信时延方面,5G已经将时

6、延降低至毫秒级，在远程手术和远程工业控制等极致场景下，可能要求百微秒级的传输延迟，部分场景需要低于50微秒。在网络覆盖方面，未来6G物联网有望面向高空、远海以及地下深处提供连接，并克服由于多普勒效应带来的通信信号失真影响。在功耗方面，许多物联网设备分布在广泛的地理区域，且需要长时间运行，这给电池寿命和充电基础设施带来了挑战，未来物联网的发展需要注重能源效率和可持续性。在信息安全方面，物联网数据易受到网络攻击，导致数据泄露和未经授权的访问等严重后果，信息安全日益重要。在能力融合方面，现有的很多物联网能力是相互独立的，难以实现不同能力间的深度融合。例如，很多物联网终端只具备基础感知能力，缺少网络传

7、输或计算能力，导致无法应用于更丰富的场景中。综上所述，为满足未来应用的需求，物联网技术将持续演进，确保各类业务的高效、安全和可持续发展。1.26G物联网的概念和特点6G物联网是以6G网络为通信基础设施的物联网。6G为物联网提供超高速、低时延、多连接、高能效、智能化和安全的数据传输，基于6G技术的深度赋能，物联网端到端系统能够实现更强大的智能和自主性，能够实时精准感知环境、做出智能决策并提供个性化的服务。6G物联网将融合下一代移动通信技术和物联网技术，有望成为物联网发展的下一个阶段。中国移动提出未来6G需要具备即插即用、灵活按需部署和扩展、提供按需服务、自治自演进、智慧内生和安全内生等重要特征，

8、以满足全社会的需求，并实现6G智能世界的构想。2023年，中国移动发布了“三体四层五面”的6G架构总体设计（图1）o从空间、逻辑和功能三个维度呈现一个跨域、跨层、多维的6G网络。在空间维度，除网络本体外，新定义了管理编排体和数字李生体，实现6G网络从物理空间到数字空间的扩展。在逻辑维度，突出了6G架构在分层要素和能力上的丰富，并体现了跨域拉通、多域协同及融合发展的理念。在功能维度,增强传统控制面、用户面功能，并引入新的数据面、智能面和安全面，进一步强化了功能类别。未来6G的通信能力将实现大幅提升：一是通信速率更高，特定场景下峰值速率为50Gbps、IOOGbPS和200GbPS，甚至有望达到I

9、TbPS。二是频谱效率和区域流量密度更高，频谱效率可比5G高1.5-3倍，区域流量密度可达到30MbPs/平米和50MbPs/平米。三是支持连接数更多、移动性更强，可满足每平方公里1(ioh个设备的接入规模，支持500-1000kmh的高移动性。四是时延更低，空口时延可低至0.1T毫秒。五是网络可靠性更高，空口的可靠性可达到ITOY至I-IO7o基于灵活的网络架构和强大的通信能力，6G将进一步缩小现实世界与数字世界的鸿沟，极大的满足人与人、人与物、人与环境之间的沟通交互，提供不受时间空间限制的沉浸化交互体验。图1.“三体四层五面”的6G总体架构6G将在网络特征、系统架构、网络性能等方面带来系统

10、性变革，6G物联网则需要更加关注与感知、智能、控制、节能等方面的能力融合，以适应更加广阔的场景，具体表现在：6G物联网将实现更精细化的多维感知。6G物联网感知设备将利用多种传感器和智能算法的集成应用，包括图像识别、声音识别、温度感知、压力感知、气味感知、触觉感知等，实现对感知对象不同形态、特征、变化方式的识别和理解。这包含至少两个路径，一是6G物联网终端将具备更强的感知能力，甚至包括极低功耗、极低成本的终端，例如具备温湿度、振动等多种感知能力的无源标签；二是通信和感知融合化，基于雷达的原理，利用通信信号实现对物体位置和速度的感知能力。6G物联网将具有更强的端侧智能水平。人工智能技术将被大量应用

11、于6G物联网终端中，结合边侧计算和小样本学习等技术，终端将具有更高的自我学习、自我认知能力来处理更大量的信息，进而实现智能资源分配、智能规划和检测、智能决策等功能，构筑6G物联网强大的系统“末梢”，进而通过端边云协同，实现算力资源、智能模型的高效编排和管理，适用于更多行业场景。6G物联网将追求极致低功耗。6G物联网支持终端通过环境能量采集的方式实现自供能，并利用空间射频信号的反向散射通信将终端功耗降低至10微瓦左右，让更多终端摆脱供电的限制。同时，考虑到环境受限，更多物联网终端需要长时间运行，需要稳定维持在较低功耗水平。6G物联网将支持更微型化的终端形态。未来物联网设备将在更小的空间应用，满足

12、各类狭小空间应用的终端部署需求。物联网微域通信将在人体内、物体内实现自组织网络，并与外界通信。例如，在医疗保健领域，可植入的微型设备能帮助医生实时监测患者的身体状况。6G物联网将支持更多样化的连接。通过融合多种异构网络，例如：下一代蓝牙、下一代Wi-Fi,以及具备“低时延、高可靠、抗干扰”特性的新型短距（端侧直连通信）技术等等，6G物联网可以充分发挥不同网络的优势，实现更多设备的互联互通，提高信息交互的质量和效率，为生活和生产带来更多便利。未来，6G物联网将有望通过更丰富和更精准的感知能力、更广的连接能力、更强的计算能力、更大的安全保障能力、更低的功耗等实现“空、天、地、海”全域物联，在连接的

13、基础上，进一步让物像人一样可思考、可互动、可决策、可实施，推动全人类、全社会的数字化转型，真正实现“万物互联”，并促进创新应用的发展，进而实现“万物智联”。1. 36G物联网的发展愿景2023年，中国移动提出“数字李生、智慧泛在”的6G愿景，6G物联网的愿景是在6G愿景的基础上，进一步实现万物智联。未来，6G物联网能够建立万事万物的数字化映射，与现实世界的物体和场景进行精确的互动，更好地理解和预测物理世界的行为和变化，从而优化决策和操作，构建更加便捷、高效、安全和可持续的生态。6G物联网能够支持智能设备和系统渗透到生活、生产和社会的方方面面，形成智慧的感知、通信、存储、计算、控制、决策和应用，

14、通过无处不在的智慧，优化资源利用、提高效率和响应能力。6G物联网能够将万事万物有机的连接起来，实现物与物之间的无缝通信和协同工作，通过物体、设备和场景的连接，可进行智能化的监测、控制和管理，进而创造更加智慧、高效和可持续的世界。未来，6G物联网将面向生活、生产、社会等领域，进一步提升人民幸福感。在生活方面，随着个人与家庭之间的互联需求提升，一方面6G物联网需要提供更先进的体征监测技术、更精细的数据分析和处理算法、更高可靠的数据传输和存储能力，以支持人们的健康监测和管理需求，同时将支撑家庭互联化，个人设备之间会形成更加智能化和紧密的联系，提供更精准化、个性化、多样化、沉浸式的娱乐教育与多媒体服务

15、。在生产方面，未来企业需要更高精度、更实时的数据收集和处理能力，同时需要实现全链条自动化、智能协作等功能，6G物联网需要提供更快、更稳定的通信网络、更高效的计算和储存能力、更精准和多维度的感知技术和更先进的机器学习算法等技术支持。在社会方面，面向智慧城市数字化、智能化、人性化等目标，6G物联网需实现更好的城市物联网覆盖、智慧交通系统、智能环保、智慧公共安全等能力，提供更高速度、更好的网络容量、更可靠的数据安全保障等技术支撑。同时，6G物联网需具备更好的扩展性和兼容性，以积极应对城市快速发展的要求。2. 6G物联网未来应用场景面向未来构筑全域物联、全域智联的可持续数字生态系统的发展目标，6G物联网将进一步构建智享生活、智赋生产、智焕社会三大类应用场景，实现人民生活幸福感提升、行业生产全面自治和社会可持续发展。在智享生活领域，6G物联网将通过纳米级感知、微域物联、人工智能等技术,精准感知细胞、血管、器官等不同维度对象，实现人体健康状态全生命周期管理。基于新型无源物联网、融合定位、通感一体等技术，实现智慧家庭全连接，并结合AR、VR等技术，形成全新的教育和娱乐模式，提升生活幸福感。在智赋生产领域，6G物联网将通过多传感融合、确定性传输等能力，解决现有行业老旧设备无法实现信息化改造的问题，实现行业全连接，并通过实时计算、实时交互等能力，结合行业知识模型，实现设备与设备之间可相互理解